数据结构二叉树 ppt课件
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数据结构+二叉树及遍历+PPT
课程13 课程
数据结构和算法
定义二叉树( 定义二叉树(续) 完整二叉树:
指有 n 个节点且深度为 d ,且其节点对应深度为k 的完整二叉 树中序号从0到n − 1 的节点。
0
A
0
A
0
A
1
B
4 5
2
C
6 3
1
B
4 5
2
C
3
1
B
4
2
C
5
3
D
E
F
G
D
E
F
D
E
G
满二叉树
完整二叉树
不完整二叉树
Ver. 1.0
root A
B
C
D
E
F
G
H
D
Ver. 1.0
H
B
E
A
F
C
I
I
课程13 课程
数据结构和算法
中序遍历( 中序遍历(续)
I的右子树为空。 因此,移动到节点G。
root A
B
C
D
E
F
G
H
D
Ver. 1.0
H
B
E
A
F
C
I
I
课程13 课程
数据结构和算法
中序遍历( 中序遍历(续) 访问节点 G。
root A
B
B
C
D
E
F
G
H
D
Ver. 1.0
H
课程13 课程
I
数据结构和算法
中序遍历( 中序遍历(续)
H的右子树为空。 因此,移动到节点 B。
root A
数据结构2二叉树.ppt
13 14 15
特点:每一层上都含有最大结点数。
(4)完全二叉树
1
2
4
5
3
6
7
8 9 10 11 12
1
2
4
5
3
6
7
8 9 10 11
12
完全二叉树
非完全二叉树
特点:除最后一层外,每一层都取最大结点数,
最后一层结点都集中在该层最左边的若干位置。
2、二叉树的存储结构 (1) 顺序存储结构
2B
4c
5D
二因为叉树的一每种个特结殊点的的树度型不结同构,,存特储点困是难树,中使每对个树结的点处只理有算两法棵 子很树复杂,且。子所树以有引左出右二之叉分树的,讨次论序不。能颠倒。
空二叉树
仅有 根结点
右子树 为空
左子树 为空
二叉树的五种基本形态
左右子树 均非空
二叉数是n(n0)个结点的有限集合。它或为空 数(n=0),或由一个根结点和两棵分别称为根的左子 树和右子树的互不相交的二叉数组成。
计算机科学与工程系
办公室
教研室
实验室
研究室
行总 政支 办办 公公 室室
计 算 机 教 研 室
软 件 教 研 室
软 件 实
综 合 实
数 字 逻 辑
组 成 原 理
验验实 试
室室验 验
室室
管 理 信 息
知 识 工
微 机 应
系 统 研 究
程 研 究
用 研 究
室 室室
树中的基本术语:
1.结点、结点的度、树的度 2.叶子结点、分支结点 3.孩子、双亲、兄弟、 E
要比较 log2n次。
查找23和79的过程如下图: mid=(low+high)/2不进位取整
数据结构第6章树和二叉树基本概念和二叉树ppt课件
§6.2 二叉树
❖二叉树的定义
问:具有3个结点的二叉树可能有几种不同形态? 普通树呢? 5种/2种
§6.2 二叉树
❖二叉树的抽象数据类型定义
ADT BinaryTree{
数据对象D: D是具有相同特性的数据元素的集合。
数据关系R: 若D=Φ,则R= Φ ;
若D≠Φ,则R= {H};存在二元关系:
第6章 树和二叉树
§6.1 树的基本概念
❖树的逻辑定义
树是由n (n≥0)个结点组成的有限集合T。 在任意一个非空树中:
有且仅有一个特定的结点称为根(root); n > 1时,其余结点可以分为m (m>0) 个互不相交 的有限集T1, T2, T3, …,Tm,其中每一个集合本身又是 一棵树,且称为根的子树。 注意:1.树的定义具有递归性,即树中有树。
§6.2 二叉树
❖二叉树的性质
讨论3:二叉树的叶子数和度为2的结点数之间有关系吗? 性质3: 对于任何一棵二叉树,若2度的结点数有n2个,则叶子数 (n0)必定为n2+1 (即n0=n2+1)
证明: ∵ 二叉树中全部结点数n=n0+n1+n2(叶子数+1度结点数+2度结点数)
又∵ 二叉树中全部结点数n=B+1 (总分支数+根结点 ) (除根结点外,每个结点必有一个直接前趋,即一个分支)
=
方 良
蒋丘
纬 国
=
如 雪
蒋徐
孝 文
=
乃 锦
蒋汪
孝 武
=
长 诗
蒋俞
孝 章
=
扬 和
蒋方
孝 勇
=
智 怡
蒋王
孝 刚
=
倚 惠
数据结构之树和二叉树ppt
G D E F
数据结构中讨论的一般都是有序树
清华大学出版社
数据结构(C++版) 数据结构( ++版 ++
5.1 树的逻辑结构
树的基本术语
森林: 棵互不相交的树的集合。 森林:m (m≥0)棵互不相交的树的集合。 棵互不相交的树的集合 A B E K L F C H D J
清华大学出版社
数据结构(C++版) 数据结构( ++版 ++
data parent
data:存储树中结点的数据信息 : parent:存储该结点的双亲在数组中的下标 :
清华大学出版社
数据结构(C++版) 数据结构( ++版 ++
5.1 树的逻辑结构
树的抽象数据类型定义
Parent 前置条件: 前置条件:树已存在 输入:结点x 输入:结点 功能:求结点x的双亲 功能:求结点 的双亲 输出:结点x的双亲的信息 输出:结点 的双亲的信息 后置条件: 后置条件:树保持不变 Depth 前置条件: 前置条件:树已存在 输入: 输入:无 功能: 功能:求树的深度 输出: 输出:树的深度 后置条件: 后置条件:树保持不变
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数据结构(C++版) 数据结构( ++版 ++
5.1 树的逻辑结构
树的抽象数据类型定义
PreOrder 前置条件: 前置条件:树已存在 输入: 输入:无 功能: 功能:前序遍历树 输出:树的前序遍历序列 输出: 后置条件: 后置条件:树保持不变 PostOrder 前置条件: 前置条件:树已存在 输入: 输入:无 功能:后序遍历树 功能: 输出: 输出:树的后序遍历序列 后置条件: 后置条件:树保持不变 endADT
清华大学出版社
数据结构(C++版) 数据结构( ++版 ++
《二叉树的概念》课件
过程中进行一些特定的操作。
05
二叉树的应用
Chapter
在数据结构中的应用
二叉搜索树
二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它的每个节点的左子树上的所有元素都小于 该节点,右子树上的所有元素都大于该节点。这种数据结构可以用于快速查找 、插入和删除操作。
AVL树和红黑树
这两种二叉树都是自平衡二叉搜索树,它们通过调整节点的左右子树的高度来 保持树的平衡,从而在插入、删除等操作时具有较好的性能。
VS
详细描述
平衡二叉树的特点是,它的左右子树的高 度差不会超过1,且左右子树都是平衡二 叉树。平衡二叉树的性质还包括,它的所 有叶节点的层数相等,且所有非叶节点的 左右子树的高度差不超过1。平衡二叉树 的查找、插入和删除操作的时间复杂度为 O(log n),其中n为节点数。
04
二叉树的遍历
Chapter
决策树
在机器学习和人工智能领域,决策树 是一种重要的分类和回归方法。其基 础结构就是二叉树,通过构建决策树 ,可以解决分类和回归问题。
THANKS
感谢观看
代码表示法
总结词:严谨规范
详细描述:使用编程语言的语法结构来表示二叉树,每个节点用对象或结构体表示,节点间的关系通 过指针或引用表示,严谨规范,易于编写和调试。
03
二叉树的性质
Chapter
深度最大的二叉树
总结词
深度最大的二叉树是指具有最大 可能深度的二叉树。
详细描述
在二叉树中,深度最大的二叉树 是满二叉树,即每个层级都完全 填满,没有空缺的节点。满二叉 树的深度等于其节点总数减一。
02
二叉树的表示方法
Chapter
图形表示法
总结词:直观明了
详细描述:通过图形的方式展示二叉树的结构,每个节点用圆圈或方框表示,节 点间的关系用线段表示,直观易懂,易于理解。
05
二叉树的应用
Chapter
在数据结构中的应用
二叉搜索树
二叉搜索树是一种特殊的二叉树,它的每个节点的左子树上的所有元素都小于 该节点,右子树上的所有元素都大于该节点。这种数据结构可以用于快速查找 、插入和删除操作。
AVL树和红黑树
这两种二叉树都是自平衡二叉搜索树,它们通过调整节点的左右子树的高度来 保持树的平衡,从而在插入、删除等操作时具有较好的性能。
VS
详细描述
平衡二叉树的特点是,它的左右子树的高 度差不会超过1,且左右子树都是平衡二 叉树。平衡二叉树的性质还包括,它的所 有叶节点的层数相等,且所有非叶节点的 左右子树的高度差不超过1。平衡二叉树 的查找、插入和删除操作的时间复杂度为 O(log n),其中n为节点数。
04
二叉树的遍历
Chapter
决策树
在机器学习和人工智能领域,决策树 是一种重要的分类和回归方法。其基 础结构就是二叉树,通过构建决策树 ,可以解决分类和回归问题。
THANKS
感谢观看
代码表示法
总结词:严谨规范
详细描述:使用编程语言的语法结构来表示二叉树,每个节点用对象或结构体表示,节点间的关系通 过指针或引用表示,严谨规范,易于编写和调试。
03
二叉树的性质
Chapter
深度最大的二叉树
总结词
深度最大的二叉树是指具有最大 可能深度的二叉树。
详细描述
在二叉树中,深度最大的二叉树 是满二叉树,即每个层级都完全 填满,没有空缺的节点。满二叉 树的深度等于其节点总数减一。
02
二叉树的表示方法
Chapter
图形表示法
总结词:直观明了
详细描述:通过图形的方式展示二叉树的结构,每个节点用圆圈或方框表示,节 点间的关系用线段表示,直观易懂,易于理解。
数据结构树和二叉树ppt
A
B
C
D
E
FG
H
I
J
K
LM
树形表示法
(2) 文氏图表示法。使用集合以及集合的 包含关系描述树结构。下图就是树的文氏图 表示法。
A
C B
G EF
J
H D
IK LM
文氏图表示法
(3) 凹入表示法。使用线段的伸缩描述树结 构。下图是树的凹入表示法。
(4) 括号表示法。将树的根结点写在括号的左 边,除根结点之外的其余结点写在括号中并用逗号 间隔来描述树结构。下图是树的括号表示法。
1层 层次 根为第1层
最大层数为树的深度(高度)
2层 height 3层 = 4
双亲 (直接前驱) 孩子(直接后继)
KL
M d=0 4层
兄弟 堂兄弟 子孙 祖先
森林----m(m>=0)棵互不相交的树的集合。
B EF
A BC
树和森林的遍历
A C GH
F DG E
先 深根度次优序先遍遍历历
当树非先空根次序遍历
树孩结子点结结点构的:序da号ta
}link; he指ad向ptr下一个孩子结点typedef struct
特点:很快确定孩子指结向点第一个孩子结点{ dliantkaty*pheeaddapttar;;
每个结点但拥有确孩定子双的亲个效数率不同低,
所以采用单链表链接孩子结点。
}ctree; ctree T[maxnode];
bcd
在二叉树中查找指定结点
?a
? find(BTNode *b, elemtype x) {
b
c
if(b==NULL)
return(NULL); /*空树*/
数据结构6章 树、二叉树PPT资料34页
root
A
B
C
B
∧C
D
E
G
(a) 二叉树
∧D ∧
∧E ∧ (b) 链式存储结构
∧G ∧
2020/5/29
6.2.4 声明二叉树类
1.二叉树的结点类
package ds_java; public class TreeNode1 {
public String data; public TreeNode1 left,right; public TreeNode1() {
}
}
2020/5/29
3.按后根次序遍历二叉树的递归 算法
public void postorder(TreeNode1 p)
{
//后根次序遍历二叉树
if(p!=null)
{
postorder(p.left);
postorder(p.right);
depth=3
E
F
G
H
I
J level=3
(a) n=0 空树
(b) n=1 树中只有一个根结点
(c) n=10,度为3的树
2020/5/29
6.1.2 树的术语
1.结点 2.孩子结点与双亲结点 3.兄弟结点 4.结点的度 5.叶子结点与分支结点 6.树的度
7.结点的层次 8.树的深度或高度 9.森林
– 当n>1时,除根结点之外的其他结点分为m(m≥0)个互不相交的集合 T1, T2, …, Tm,其中每个集合Tm(1≤i≤m)本身又是一棵结构与树类 同的子树(subtree)。每棵子树的根结点有且仅有一个直接前驱结点 ,但可以有零或多个直接后继结点。
root
root
数据结构之二叉树PPT
2015年5月16日星期六
12
二叉树性质
3. 任何一颗二叉树,度为0的结点比度为2的结点 多一个。
证明:设有n个结点的二叉树的度为0、1、2的结点数分 别为=n0,n1,n2,n=n0 +n1 +n2 (公式1) 设边数为e。因为除根以外,每个结点都有一条边进入, 故n=e+1。 由于这些边是有度为1和2的结点射出的,因此e=n1+ 2*n2,于是n=e+1= n1 +2*n2 +1(公式2) 因此由公式(1)(2)得 n0+n1+n2=n1+2*n2+1 即n0 =n2 +1
}
2015年5月16日星期六
21
由二叉树的先序和中序序列建树
仅知二叉树的先序序列“abcdefg” 不能唯 一确定一棵二叉树,
如果同时已知二叉树的中序序列“cbdaegf”,
则会如何?
二叉树的先序序列
二叉树的中序序列
2015年5月16日星期六
根 左子树 右子树 左子树 根 右子树
22
例如:
a b c d e f g c b d a e g f
2015年5月16日星期六
10
二叉树性质
2、满二叉树定理的推论: 一棵非空二叉树空子树 的数目等于其结点数目加1。
证明1:设二叉树T,将其所有空子树换成叶结点,把新 的二叉树记为T‘。所有原来树T的结点现在是树T’的分支 结点。 根据满二叉树定理,新添加的叶结点数目等于树T的 结点数目加1, 而每个新添加的叶结点对应树T的一棵空子树,因此 树T中空子树的数目等于树T中结点数目加1。
29
顺序存储
非完全二叉树在置空值而转换为完全二叉树存储 CEDJFX//K/G/I/////L
数据结构+二叉树及遍历课件
最 的 点被称 根(root)。 root
A
B
C
D
E F GH I J
K
L
M
node
Ver. 1.0
4
课程13
数据结构和算法
定义树结构(续)
中的每一个 点在其 下可能有子 。
root A
B
C
D
E F GH I J
K
L
M
node
Ver. 1.0
5
课程13
数据结构和算法
树结构术语 我 来 构常用的一些 。 叶子 点:指没有子 点的 点。
C 点的度 1
D节点的度为2
D
A节点的度为3
B节点的度为4
J
K
L
M
Ver. 1.0
8
课程13
数据结构和算法
树结构术语(续)
兄弟:它指同一个 点的子 点。
A
B、C和D 点互 兄弟
点。
B
C
D
E、F、G和H互为兄弟节点。
E F GH I J
K
L
M
Ver. 1.0
9
课程13
数据结构和算法
树结构术语(续)
使用 接列表来 一个二叉 。 接表示中的每个 点都具有以下信息:
数据 左子 点的引用 右子 点的引用
如果一个 点不含有左子 点或右子 点,或一个子 点都没 有,相 的左(右)子 点字段就指向NULL。
Ver. 1.0
Data
Node
18
课程13
数据结构和算法
表示一个二叉树(续)
内部 点:它指根 点与叶子 点之 的中 点 。
点的 :它指一个 点与根 点之 的距离(按 点数 目 算)。根 点永 位于0 。
A
B
C
D
E F GH I J
K
L
M
node
Ver. 1.0
4
课程13
数据结构和算法
定义树结构(续)
中的每一个 点在其 下可能有子 。
root A
B
C
D
E F GH I J
K
L
M
node
Ver. 1.0
5
课程13
数据结构和算法
树结构术语 我 来 构常用的一些 。 叶子 点:指没有子 点的 点。
C 点的度 1
D节点的度为2
D
A节点的度为3
B节点的度为4
J
K
L
M
Ver. 1.0
8
课程13
数据结构和算法
树结构术语(续)
兄弟:它指同一个 点的子 点。
A
B、C和D 点互 兄弟
点。
B
C
D
E、F、G和H互为兄弟节点。
E F GH I J
K
L
M
Ver. 1.0
9
课程13
数据结构和算法
树结构术语(续)
使用 接列表来 一个二叉 。 接表示中的每个 点都具有以下信息:
数据 左子 点的引用 右子 点的引用
如果一个 点不含有左子 点或右子 点,或一个子 点都没 有,相 的左(右)子 点字段就指向NULL。
Ver. 1.0
Data
Node
18
课程13
数据结构和算法
表示一个二叉树(续)
内部 点:它指根 点与叶子 点之 的中 点 。
点的 :它指一个 点与根 点之 的距离(按 点数 目 算)。根 点永 位于0 。
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链结点的构造为
lchild data rchild
其中, data 为数据域 lchild 与rchild 分别为指向左、右子树的指针域.
T A
A
B
C
B
C
DE J
FG I
^ D^ E^ ^ F ^G^
^J ^
^ I^
6.3.3 二叉树的遍历
二.前序遍历
三.中序遍历
四.后序遍历
例
A
B
C
DKFH
6.3.2 线索二叉树
1.何谓线索二叉树?
遍历结果是求得结点的一个线性序列。指向 该线性序列“前驱”和“后继”的指针,称“线 索”;包含“线索”的存储结构,称为“线索链 表”;与其相应的二叉树,称为“线索二叉树”; 对二叉树以某种次序遍历,使其变为线索二叉树 的过程,称为“线索化”。
2.线索链表中结点的结构
J
I
G
E
前序遍历序列: A, B, D, K, J, G, C, F, I, E, H
中序遍历序列: D, B, G, J, K, A, F, I, E, C, H
后序遍历序列: D, G, J, K, B, E, I, F, H, C, A
按层次遍历序列: A, B, C, D, K, F, H, J, I, G, E
E FGH I J
第3层
6. 树的深度: 树中结点所处的最大层次数. 7. 树林(森林): m0 棵不相交的树组成的树的集合. 8. 树的有序性: 若树中结点的子树的相对位置不能
随意改变, 则称该树为有序树,否 则称该树为无序树。
A
B CX E FGH I J
深度为3的树
6.2 二叉树
二叉树的基本形态:
对于一般二叉树, 只须在二叉树中“添加”一些实际上 二叉树中并不存在的“虚结点” ( 可以认为这些结点的数 据 信息为空), 使其在形式上成为一棵“完全二叉树”, 然 后 按照完全二叉树的顺序存储结构的构造方法将所有结点的 数据信息依次存放于数组BT[1: 2h -1]中。
二.二叉树的链式存储结构(二叉链表)
typedef enum { Link, Thread } PointerThr; // Link==0:指针,Thread==1:线索
typedef struct BiThrNode{ TElemType data; Struct BiThrNode *lchild, *rchild; // 左右孩子指针 PointerThr LTag, RTag; // 左右标志
} BiThrNode, *BiThrTree;
3.线索二叉树图例
(空) 根
根根
根
左 子 树
右 子 树
左 子 树
右 子 树
二. 两种特殊形态的二叉树
1. 满二叉树
若一棵二叉树中的结点, 或者为叶结点, 或者具有两 棵非空子树,并且叶结点都集 中在二叉树的最下面一层.这 样的二叉树为满二叉树.
2.完全二叉树
若一棵二叉树中只有最下 面两层的结点的度可以小于2, 并且最下面一层的结点(叶结 点)都依次排列在该层从左至 右的位置上。这样的二叉树为 完全二叉树.
A
B
CX
E FGH I
J
四. 基本名词术语
1. 结点的度:该结点拥有的子树的数目。
2. 树的度: 树中结点度的最大值。
3. 叶结点:度为0 的结点. 4. 分支结点: 度非0 的结点. 5. 层次的定根义结: 点为第一层,若某结点在第i 层,
则其孩子结点(若存在)为第i+1层.
A
第1层
B
CX
第2层
6 线索二叉树
6.1 树的基本概念
一. 树的定义
树是由n0 个结点组成的有穷集合(不妨用D表示) 以及结点之间关系组成的集合构成的结构。
当n=0 时,称该树为空树; 在任何一棵非空的树中,有一个特殊的结点t D,称 之为该树的根结点;其余结点D–{t}被分割成m>0个 不相交的子集D1, D2, … ,Dm,其中每一个子集Di又为一棵 树,分别称之为t 的子树。
第6章 树与二叉树
例1
校长
一二三 … 六 …
系系系
系
601 602 603 … 教
务
科
A B C D…
教 务
科 研
总 务
工
…
处处处厂
张李王…
三四五
例2
(根目录)
\
f1 f2 f3 … fn d1 d2 … dm … f11 f12 … f1k d11 d12 … ……
例3
1 树的基本概念 2 树的存储结构 3 二叉树 4 二叉树的存储结构 5 二叉树的遍历
在二叉链表的结点结构中增加两个标志域,并 规定:
lchild LTag data RTag rchild
其中: 0
LTag = 1
0 RTag =
1
lchild 域指示结点的左孩子 lchild 域指示结点的前驱 rchild 域指示结点的右孩子 rchild 域指示结点的后继
二叉树二叉线索存储表示
递归定义
A
B
C
X
E F GH I
J
A的第1棵子树
A的第3棵子树
A的第2棵子树
二. 树(逻辑上)的特点
1. 有且仅有一个结点没有前驱结点,该结点为树的根结点。 2. 除了根结点外,每个结点有且仅有一个直接前驱结点。 3. 包括根结点在内,每个结点可以有多个后继结点。
4. 树形表示法
借助自然界中一棵倒置的树的形状来表示数 据元素之间层次关系的方法。
1. 完全二叉树的顺序存储结构
根据完全二叉树的性质 ,对于深度为h 的完全二叉树, 将 树中所有结点的数据信息按照编号的顺序依次存储到一维 数组BT[1:2h-1]中,由于编号与数组的下标一一对应, 该数组 就是该完全二叉树的顺序存储结构
C
4
56
7
DE FG
8 9 10
H IJ
BT[1:15] A BC D E FGH I J
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2. 一般二叉树的顺序存储结构
A
B
C
D EFG
HJ
I
1A
2
3
B
C
4
56
7
DE FG
8 910 11 12 13
H
J
I
BT[1:15]
A BC D EFG H J
I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
三. 二叉树的性质
1. 一棵非空二叉树的第i 层最多有2i–1个结点(i1)。
2. 深度为h 的非空二叉树最多有2h -1个结点.
3. 若非空二叉树有n0个叶结点,有n2个度为2的结点,
则
n0=n2+1
4. 具有n个结点的完全二叉树的深度h=log2n+1.
二叉树的存储结构
一.二叉树的顺序存储结构